МИНОБРНАУКИРОССИИ

АЮ»-,1h1-'~~,t3У1'·ТI'1\.·rY по ур

o.'f 2015г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ«ТЕОРИЯ УПР АВЛЕНИЯ»

Направления подготовки01.03.04 «Прикладная математика»

Профиль «Применение математических методов к решению инженерных иэкономических задач»

квалификация выпускникакурссеместробщая трудоемкостьформа обучения

«бакалавр»483 ЗЕТочная

Москва,2015г.

1. ПЕРЕЧЕНЬ ПЛАНИРУЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ

Дисциплина участвует в формировании следующих компетенций образовательных

программ:

полученных результатов. решения на их основе.

Компетенции образовательной программы Компетенции/подкомпетенции,формируемые в дисциплине

01.03.04 «Прикладная математика»Профиль «Применение математических методов к решению инженерных иэкономических задач»ПК-10 - готовность применять ПК10.6 - Готовностью применятьматематический аппарат для решения математический аппарат для построенияпоставленных задач, способность математической модели типовых звеньев иприменять соответствующую процессу систем управления; способностьматематическую модель и проверить ее анализировать полученные результатыадекватность, провести анализ результатов математического моделирования типовыхмоделирования, принять решение на основе звеньев и систем управления и принимать

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ

ПРОГРАММЫ.

Дисциплина «Теория управления» входит в вариативную часть Блока 1

«Дисциплины (модули)» и является обязательной дисциплиной для обучающегося.

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ.,Q .,Q Контактная работа ':s:: "...:::..~ ~о о ",-.... ~

о N",-....О О ::Е ::r:г---~~ ~ ::r: ::r"'_'::;Е ::;Е Q) Q) ~

.,Q о м ~~ ::Е ~ C:Ij ~ ~ ":Q) :0) ",-.... :S:: ::r: ~ (т') ~о 0"'-"" о I=Q ~::E ~ :S:: Q) ~

с, о t::::[~ t::::[ о :S:: ~ оо) ~ ::;Е O)';'~~ ::;Е ~Щ ~() :S:: о ~ ~tO

~ р..м p..c:Ij ::r н о ::r о) о C:Ij ::;E:s:: "о) ~..._, ~6 ~ rotO :S:: () t) р.. о ::r Оо~ ~

о) p..ro ~..._,о с, C:Ij C:Ij

~ о р.. :х:: ~ ::;Е 1=: ~ М

S S ~ro :S:: t::::[ ~ C:Ij"p..~ C:Ij

\.о \.о ~ 1=: ~ U :S:: ~ мО О а ~ с\$

м

4 8 3 108 36 24 - 48 ЗаОИТОГО: 3 108 36 24 - 48 ЗаО

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Контактная работа,,-... ~;:Q =Q) Q) с, ..Q

~ - ::>:: CI:S t::: CI:S::.::= Q) Е-<::>:: u ::>:: Е-< о

Формы текущего контроляN"Qи наименование модуля 0....QQ) ::;Е ~\.O::>:: о Е-< О CI:S:::f Е-< О lf 8 ~ о..::.:: CI:S\.O

Q) 0..CI:S Е-<'-' Оt::: О о.. ~ ~ ::;Е\.о CI:S

CI:S §-~ Ut:::CI:Sм

М1. Математические модели Тестовый опросэлементов и систем автоматического 16 8 - 16управления Контрольная работа

М2. Устойчивость и качество систем 14 16 20 Тестовый опрос- Комплексное заданиеавтоматического управления.М3. Дискретные системы 6 12 Зачет- -управления.

4.1 Лекционные занятия

2

Структурные схемы.Преобразование структурных схем системавтоматического управления.

М1

Лекция 1.

Краткое содержание

Вводная. Основные понятия теории управления.Исторический путь развития автоматики. Автоматическоеуправление.

Лекция 2.

Лекция 3.

2Фундаментальные принципы управления. Основныевиды автоматического управления. Основные законырегулирования

2

Математическое описание линейных элементов исистем управления.Линейные дифференциальные уравнения. Временныехарактеристики.

Лекция 4.

2

Математическое описание линейных элементов исистем управления.Операторный метод и передаточная функция.Частотные характеристики. Контрольная работа.

Лекция 5.

Лекция 6.

2Типовые динамические звенья систем управления.Понятие типовых динамических звеньев. Безинерционноезвено. Инерционные звенья первого порядка.

Лекция 7.

2Типовые динамические звенья систем управления.Инерционные звенья второго порядка. Интегрирующиезвенья. Дифференцирующие звенья. Звено запаздывания.

Лекция 8

2Структурные схемы.Типовые стандартные звенья. Правила преобразованияструктурных схем.

2

М2

Лекция 9.

Лекция 10.

Лекция 11.

Лекция 12.

2

2

2

2

2

устойчивость линейных систем автоматическогоуправления.Частотные критерии устойчивости. Критерийустойчивости Михайлова. ПримерУстойчивость линейных систем автоматическогоуправления.Частотные критерии устойчивости. Критерий устойчивостиНайквиста, Пример. Контрольная работаустойчивость линейных систем автоматическогоуправления.Алгебраический критерий устойчивости Гурвица.ПримерОценка качества процесса управления.Понятие качества процесса управления. Классификациявнешних воздействий. Требования, предъявляемые к качествупроцесса управления Характер затухания переходногопроцесса.

Лекция 13.

Лекция 14.

Лекция 15.

Лекция 16.

2

2

2

2

Оценка качества процесса управления.Максимальное отклонение управляемой переменной.Перерегулирование. Время переходного процесса. Корневыеоценки качества. Оценки качества САУ по частотнымхарактеристикам. Интегральные оценки качества.Синтез линейных систем при детерминированныхвоздействиях.Желаемые ЛАЧХ. Построение НЧ части ЖЛА ЧХ ПостроениеЖЛА ЧХ в области средних частот Построение ЖЛА ЧХ вобласти высоких частотСинтез линейных систем при детерминированныхвоздействиях.Пример синтеза линейной системы автоматическогоуправления.Основы анализа линейных импульсных цифровыхсистем управления.Общие сведения о дискретных системах. Функциональная иалгоритмическая структуры амплитудно-импульсной системы.Математическое описание амплитудно-импульсной системы.Характеристики типовой импульсной цепи.

М3Лекция 17.

Лекция 18.

Основы анализа линейных импульсных цифровыхсистем управления. Характеристики замкнутойимпульсной системы. Основное условие и критерииустойчивости импульсных систем.

2

Основы анализа линейных импульсных цифровыхсистем управления.Оценка качества импульсных систем. Структура ихарактеристики цифровой системы управления.

4.2 Лабораторные занятия

'::S: '::S:::Е о ::S:

~ ::q ::q E-tt:=: ::S: с, ~ ~,,-._~t:=: 01 О ~ ::Е

Краткое содержаниео 1:::: rz; ~ J= м ()~ е с, ~ ~ ~~

о о 1- Q) "-'::S: tg ~t:::( \.о

t:=: О1 4 Определение параметров динамических звеньев по их временным

М1характеристикам.

2 4 Определение параметров типовых динамических звеньев по ихчастотным характеристикам.

3 4 Исследование устойчивости и качества линейной системыавтоматического управления

4 4 Исследование устойчивости и качества линейной САУ сПИД -

М2регулятором.

5 4 Исследование устойчивости и качества САУ в программеМАТЛАБ.

6 4 Исследование линейной системы автоматического управления прислучайном воздействий

4.3. Практические занятияНе предусмотрены

4.4. Самостоятельная работа студентов

При изучении дисциплины «Теория управления» организация СРС должна

представлять единство трех взаимосвязанных форм:

1. Внеаудиторная самостоятельная работа.

2.Аудиторная самостоятельная работа, которая осуществляется под

непосредственным руководством преподавателя.

3. Творческая, в том числе научно-исследовательская работа.

'::S:

~ ~::S:E-t~,,-._;>.::S: ::q ::Еt:::( t:=: ro () ВидСРСо 1:::: м C:::I~ е ~ р-с

~о Q) "-'::S: ~t:::( \.о

О

8 Текущая проработка теоретического материала (изучение учебногоматериала по конспектам лекций, литературным источникам исоставление конспекта, развернутого плана).

М1 3 Подготовка к выполнению и защите лабораторных работ

3 Подготовка к контрольным работам

2 Подготовка к тестированию

7 Текущая проработка теоретического материала (изучение учебногоматериала по конспектам лекций, литературным источникам исоставление конспекта, развернутого плана).

М2 6 Подготовка к выполнению и защите лабораторных работ

5 Подготовке к комплексному заданию

2 Подготовка к тестированию

3 Текущая проработка теоретического материала (изучение учебногоматериала по конспектам лекций, литературным источникам и

М3 составление конспекта, развернутого плана).

9 Подготовке к зачету

4.5. Примерная тематика курсовых работ (проектов)

Не предусмотрено.

5. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной

работы

Учебно-методическое обеспечение для самостоятельной работы студентов в

составе УМК дисциплины (ОРИОКС, http://orioks.miet.ru/):

Модуль 1. Математические модели элементов

управления.

1. Теоретический материал по модулю 1.

2.Задания дЛЯСРС по модулю 1

3. Список литературы

Модуль 2.У стойчивость И качество систем автоматического управления.

и систем автоматического

1. Теоретический материал по модулю 2

2. Задания дЛЯСРС по модулю 2

3. Список литературы

Модуль 3. Дискретные системы управления.

1. Теоретический материал по модулю 3

2. Задания дЛЯСРС по модулю 3

3. Список литературы

Задание к тестовому опросу (тесту) на http://orioks.miet.ru/oroks-lniet/srs.shtml -

«Центр использования ЭМИРС», порядок выполнения и прохождение теста в ОРОКС в

удаленном допуске в файле «СРС Теория управления».

Учебно-методическое обеспечение для самостоятельной работы студентов в

составе умк дисциплины (ОРИОКС, http://orioks.miet.rцL)

6. Перечень учебной литературы

Основная литература

1. Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления

[Электронный ресурс] : Учеб. пособие / А. А. ПервозванскиЙ. - СПб. : Лань, 2010.-

264 с. - Доступ к электронной версии книги открыт на сайте http://e.lanbook.comJ. -

ISBN 978-5-8114-1141-2.

2. Коновалов Б.И. Теория автоматического управления [Текст] : Учеб. пособие

/ Б. И. Коновалов, Ю. М. Лебедев. - 3-е изд., доп. и перераб. - СПб. : Лань, 2010. - 224

с. - (Учебник для вузов. Специальная литература). - Доступ к электронной версии

книги открыт на сайте http://e.lanbook.comJ. - ISBN 978-5-8114-1034-7.

3. Ощепков А.Ю. Системы автоматического управления: теория, применение,

моделирование в MATLAB [Электронный ресурс] : Учеб. пособие / А. Ю. Ощепков.-

2-е изд., испр. и доп. - СПб. : Лань, 2013. - 208 с. - Доступ к электронной версии

книги открыт на сайте http://e.lanbook.comJ. - ISBN 978-5-8114-1471-0.

4. Волкова В.Н.Теория систем и системный анализ [Текст] : Учебник для

вузов / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. - М. : Юрайт, 2010. - 679 с. - (Университеты

России). - ISBN 978-5-9916-0229-7; ISBN 978-5-9692-0421-8. Всего: 30, из них: аб-27,

чз-З.

Дополнительная литература

1.БесекерскиЙ В.А. Теория систем автоматического управления [Текст] :

Учеб. пособие / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб. :

Профессия, 2004. - 752 с. - (Специалист). - ISBN 5-93913-035-6. Всего: 21, из них: аб-

18, чз-З.

2. Шишмарев В.Ю. Основы автоматического управления [Текст] : Учеб.

пособие / В. Ю. Шишмарев. - М. : Академия, 2008. - 352 с. - (Высшее

профессиональное образование. Приборостроение). - ISBN 978-5-7695-3952-7. Всего:

20, из них: аб-2, фил-15, чз-З.

3. Босс В.Лекции по теории управления [Текст] . Т. 1 : Автоматическое

регулирование / В. Босс. - М. : URSS. ЛИБРОКОМ, 2012. - 216 с. - ISBN 978-5-397-

03162-2. Всего: 3, из них: чз-З.

Периодические издания

Журнал «АВТОМАТИКА И ТЕЛЕМЕХАНИКА»

Журнал «ИЗВЕСТИЯ РАН. ТЕОРИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ»

Журнал «ИНФОРМАТИКА И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ»

Журнал «ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ»

7. Перечень ресурсов сети «интернет»

1. Компьютерный пакет Multisim.

2. Компьютерный пакет МА TLAB фирмы Math Works.

8. Перечень информационных технологий

1. Операционные системы Windows 7.

2. Стандартные офисные программы, Мiсrоsоft office: Word 2007.

3. Корпоративная информационно-технологическая платформа ОРИОКС

(http://Ol·ioks.l11iet.ru).

4. Программа PowerPoint для создания и демонстрации презентаций,

используемых при проведении занятий и для самостоятельной работы.

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Учебные аудитории для проведения лекций с мультимедийным оборудованием для

демонстрации информации и интерактивных видео лекций с синхронными слайдами

(ИВСС).

Помещения для самостоятельной работы студентов, оснащенные компьютерной

техникой с возможностью подключения к сети Интернет.

Лабораторные занятия при изучении дисциплины «Теория управления» проводятся

в специализированной лаборатории кафедры САУ иК оборудованной следующими

стендами и приборами

NQ Наименование :Количествоп/п1. Лабораторный стенд типовых звеньев САУ 6шт.2. Лабораторный стенд СУЛ-3. 6шт.3. Осциллограф С 1-19 (С 1-68). 6шт.4. Низкочастотный генератор Г3-111. 6шт.5. Генератор синусоидальных колебаний типа Г3-111. 6шт.6. Милливольтметр В3-38. 6шт.7. Фазометр Ф2-1. 6шт.

8.Платформа NI ELVIS II с платой NI PCI-6251 5 шт.778748-02

10. Активные и интерактивные формы проведения занятий

К!! Тип занятия или Вид и тематика (название)п\п внеаудиторной работы интерактивного занятия

1 Лабораторная работа NQ1 Работа с малыми группами по теме «Определениепараметров динамических звеньев по их временнымхарактеристикам» .

2 Лабораторная работа NQ2 Работа с малыми группами по теме «Определениепараметров типовых динамических звеньев по ихчастотным характеристикам».

3 Лабораторная работа NQЗ Работа с малыми группами по теме «Исследованиеустойчивости и качества линейной системыавтоматического управления».

4 Лабораторная работа NQ4 Работа с малыми группами по теме «Исследованиеустойчивости и качества линейной САУ сПИД -регулятором» .

5 Лабораторная работа NQ5 Работа с малыми группами по теме «Исследованиеустойчивости и качества САУ в программеМАТЛАБ».

6 Лабораторная работа NQ6 Работа с малыми группами по теме «Исследованиелинейной системы автоматического управления прислучайном воздействий».

11. Фонд оценочных средств для проверки сформированности компетенций

Код компетенции/подкомпетенции

Перечень элементовФОС

К!!

п\пТипФОС*

ПКI0.6 - Готовностью применять Тестыматематический аппарат для ~--------------------~

Контрольная работапостроения математической модели ~--------------------~

подкомпетенции анализироватьрезультаты

и систем Комплексное заданиеспособностьполученные

математического

1ФОСпо

типовых звеньевуправления;

моделирования типовых звеньев исистем управления и приниматьрешения на их основе.

* ФОС по компетенции; ФОС по подкомпетенции; ФОС по элементам компетенции

12. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

12.1. Особенности организации процесса обучения

Посещение лекций и семинаров обязательно. Дополнительной формой аудиторной

работы являются консультации. Консультации проводятся лектором и преподавателем,

ведущим семинарские занятия, еженедельно. Их посещают студенты, желающие получить

дополнительные знания и умения по предмету дисциплины, а также те, кому необходимо

сдать пропущенные контрольные мероприятия.

Совокупность организационных мероприятий по управлению процессом усвоения

компетенции дисциплины включает как структурирование содержания дисциплины так и

текущий контроль уровня формирования компетенции студентами в рейтинговых баллах.

Дисциплина «Теория управления» состоит из трех модулей:

1. Математические модели элементов и систем автоматического управления.

2. Устойчивость И качество систем автоматического управления.

3. Дискретные системы управления.

Каждый модуль является логически завершенной частью курса. Успешность

освоения каждого модуля оценивается по результатам выполнения обязательных

контрольнь~мероприятиЙ.

Для организации учебной работы студентов в начале каждого семестра

предоставляются следующие учебно-методические материалы:

- план лекций на семестр с указанием тем лекций;

- график и виды контрольных мероприятий;

- список рекомендуемой учебно-методической литературы;

рекомендуемые электронные ресурсы, включая «Электронные модули

индивидуальной работы студентов» (ЭМИРС), размещенные в сети МИЭТ

(http://orioks.rniet.ruJoroks-rniеt/srs.shtrnl).

12.2. Система контроля и оценивания

Для оценки успеваемости студентов по дисциплине используется балльная

накопительная система.

Структура и график контрольных мероприятий

тип контрольного rnах min Iсокращение мероприятия балл балл. неделя.-

О ЛР.1 Лабораторная работа 5 21 2о ЛР.2 Лабораторная работа 5 з1 14!

О Т.1 Тест 8 41 15о I КР.1 Контрольная работа 10 51 бf---i-·-----

О I ЛР.3 Лабораторная работа 5 2 бI

8 4 8О I А/П.l ·икн эст 1( ~t I I I l::LLM ( Н, .гь IIIH IlrI -мость

О ЛР.4 .1:::!l1 1'0 Р Н яя работа 5 3 8

О ЛР.5 Лаб .1::: 5 2 10гаоо IrI 11'1'н rI ~ ptlUUTCt.

О Т2 Тест 8 4 11О А/П.2 Активность/Посещаемость 4 2 П:)е~ . '~~Th 12О ЛР.б Лабо Ja

.!::: 5 3 12'РНrlЯ раоота<A.· ..·······i >··»i. •.••>: ••...•..«\\ .•</\ \>i ........ >i .:> •••••.•••••••••.··с ••·•· 7:>::<> 1/'\)< •.....•<» ....• > ...•....•.• )

................ ~ ..~ ..•....•.

1Z~Нк(·lи ......... ii.·.··H ....·<··.·.>\. ·.·..·...·..·..··....·····....··...···.> ...)i �� �··�·�·���',. .•••..••••••Тч / 1> i\........? .... •....Сумма 100 50

Мониторинг успеваемости студентов проводится в течение семестра тдважды: по

итогам 1-8 учебных недель, 9 - 12 учебных недель.

При выставлении итоговой оценки используется шкала, приведенная в таблице:

Сумма баллов ОценкаМенее 50 2

50-69 370-85 486 - 100 5

РАЗРАБОТЧИК:

Рабочая программа разработана на реализующей кафедре «Систем автоматическогоуправления и контроля» (САУиК) и утверждена на заседании кафедры«JJI» tuOllL2015r.

Протокол N2 Jv1

!Рабочая программа согласована с выпускающей кафедрой ВМ-1

Зав.кафедрой BM-l А.А.Прокофьев

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

Рабочая программа согласована с выпускающей кафедрой ВМ-1

~"~Зав.кафедрой ВМ-I А.А.Прокофьев

Рабочая программа согласована с УООП

Начальник УООП И.М.Никулина

ЛИСТ ИЗМЕНЕНИЙ, ВНОСИМЫХ В РАБОЧУЮ ПРОГРАММУ

.NQ Дата .NQ Зав.п/п внесения Суть изменения

кафедройизменения пункта

:

: